JP2018077214A - X-ray image conversion screen, flat panel detector, and X-ray inspection apparatus - Google Patents

X-ray image conversion screen, flat panel detector, and X-ray inspection apparatus Download PDF

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健 栗和田
Takeshi Kuriwada
健 栗和田
健 大森
Takeshi Omori
健 大森
美由紀 川住
Miyuki Kawasumi
美由紀 川住
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an X-ray image conversion screen capable of taking an X-ray image superior in image quality in high sensitivity region, and a high functional flat panel detector including an X-ray image conversion screen and a photodetector, and an X-ray inspection apparatus capable of taking and analyzing X-ray image superior in image quality in a high sensitivity region.SOLUTION: Disclosed is an X-ray image conversion screen including: a support base plate; and a fluorescent body layer laminated over the support base plate. The phosphor layer contains a gadolinium oxysulfide phosphor having at least one selected from the group consisting of Tb, Pr, Ce, Yb, and Eu as an activator. When defining the sensitivity of the X-ray image conversion screen is x, and q 'DQE is y, in a range of sensitivity 1900-3600, the sensitivity is in an X-ray image conversion screen which satisfies y-(-29.222x+174950)≥5000.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、X線像変換スクリーン、フラットパネルディテクタ、及びX線検査装置に存する。   The present invention resides in an X-ray image conversion screen, a flat panel detector, and an X-ray inspection apparatus.

従来、医療現場において、フィルムを用いたX線画像が広く用いられてきた。しかし、フィルムを用いたX線画像はアナログ画像情報であるため、解像度が十分でなく、また保存性も良くなかった。そこで、近年、コンピューテッドラジオグラフィ(computed radiography:CR)やフラットパネル型のX線ディテクタ(flat panel detector:FPD)等のデジタル方式が開発されている。
X線を可視光に変換する間接方式のフラットパネルディテクタ(FPD:フラットパネルディテクタ)においては、X線を可視光に変換するために、X線像変換スクリーンが使用される。X線像変換スクリーンは、タリウム賦活のヨウ化セシウム(CsI:Tl)やテルビウム賦活の酸硫化ガドリニウム(Gd22S:Tb)(GOS)等のX線蛍光体を含み、照射されたX線に応じて、該X線蛍光体が可視光を発光して、その発光をTFTやCCDなどを備えた光検出器で電気信号に変換することにより、X線の情報をデジタル画像情報に変換する。
FPDには、より照射X線に対する感度が高く、かつ高鮮鋭度のものが望まれている。感度を高めるためにはX線像変換スクリーンにおける蛍光体量を多くすることが有効であるが、蛍光体量を多くすると、X線像変換スクリーンの厚みが増して蛍光体から発光した可視光がより広がりやすくなり鮮鋭度が低下する。この光の拡散の影響を抑え、鮮鋭度を保ったまま感度を向上させるために、例えば、特許文献1では、蛍光体の平均粒径や充填率、膜厚などを調整する方法が開示されている。
Conventionally, an X-ray image using a film has been widely used in a medical field. However, since the X-ray image using the film is analog image information, the resolution is not sufficient and the storage stability is not good. Therefore, in recent years, digital systems such as computed radiography (CR) and flat panel type X-ray detectors (FPD) have been developed.
In an indirect flat panel detector (FPD: flat panel detector) that converts X-rays into visible light, an X-ray image conversion screen is used to convert X-rays into visible light. The X-ray image conversion screen includes X-ray phosphors such as thallium-activated cesium iodide (CsI: Tl) and terbium-activated gadolinium oxysulfide (Gd 2 O 2 S: Tb) (GOS). Depending on the line, the X-ray phosphor emits visible light, and the light emission is converted into an electrical signal by a photodetector equipped with a TFT, CCD, etc., thereby converting X-ray information into digital image information. To do.
FPDs with higher sensitivity to irradiated X-rays and high sharpness are desired. Increasing the amount of phosphor in the X-ray image conversion screen is effective for increasing the sensitivity. However, increasing the amount of phosphor increases the thickness of the X-ray image conversion screen and causes visible light emitted from the phosphor to be emitted. It becomes easier to spread and sharpness decreases. In order to suppress the influence of this light diffusion and improve the sensitivity while maintaining the sharpness, for example, Patent Document 1 discloses a method of adjusting the average particle diameter, filling rate, film thickness, etc. of the phosphor. Yes.

特開2007−248283号公報JP 2007-248283 A

X線検査装置で撮影したX線像の画質を決定する要因としては、コントラスト(特性曲線の傾きγ)、解像特性・鮮鋭度(MTF)、ノイズ特性・粒状度(WS)などが知られている。しかしながら、コントラスト、MTF、WSによる評価結果は、互いに必ずしも一致するとは限らず、また、得られたX線像の画質も必ずしも満足できるというものではなかった。
近年、画質を表す指標として、「鮮鋭度/ノイズ」で算出されるDQE(Detective quantum efficiency、検出量子効率)が注目されている。我々は、従来の技術では、特定の感度領域においては、感度とDQEはトレードオフの関係にあることを明らかにした。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、高感度領域で画質の優れたX線像の撮像が可能なX線像変換スクリーンを提供する。
また、本発明は、上記X線像変換スクリーン及び光検出器を含む、高感度領域で画質の優れたX線像の撮像が可能なフラットパネルディテクタを提供する。
更に本発明は、高感度領域で画質の優れたX線像の撮像が可能なX線検査装置を提供する。
Known factors that determine the image quality of an X-ray image taken with an X-ray inspection apparatus include contrast (gradient γ of the characteristic curve), resolution characteristics / sharpness (MTF), noise characteristics / granularity (WS), and the like. ing. However, the evaluation results by contrast, MTF, and WS do not always coincide with each other, and the image quality of the obtained X-ray image is not always satisfactory.
In recent years, attention has been focused on DQE (Detective Quantum Efficiency) detected by “sharpness / noise” as an index representing image quality. We have clarified that in the conventional technology, sensitivity and DQE are in a trade-off relationship in a specific sensitivity region.
The present invention has been made in view of the above, and provides an X-ray image conversion screen capable of capturing an X-ray image with excellent image quality in a high sensitivity region.
The present invention also provides a flat panel detector including the above-described X-ray image conversion screen and a photodetector, capable of capturing an X-ray image with excellent image quality in a high sensitivity region.
Furthermore, the present invention provides an X-ray inspection apparatus capable of capturing an X-ray image with excellent image quality in a high sensitivity region.

本発明者等は鋭意検討を行った結果、特定の蛍光体を含有し、特定の特性を有したX線像変換スクリーンを用いることで、上記課題を解決しうることを見出し、本発明に到達した。
即ち、本発明の要旨は、支持基板、及び、該支持基板上に積層された蛍光体層を含むX線像変換スクリ−ンであって、該蛍光体層は、Tb、Pr、Ce、Yb、及びEuの群から選ばれる少なくとも1つを賦活剤とする酸硫化ガドリニウム蛍光体を含有し、該X線像変換スクリーンの感度をx、q’DQEをyとした時に、感度1900以上、3600以下の範囲において、下記式(1)を満たすX線像変換スクリ−ン、該X線像変換スクリーン及び光検出器を備えたフラットパネルディテクタ、並びに、該フラットパネルディテクタを備えたX線像検査装置に存する。
y−(−29.222x+174950)≧5000 ・・・(1)
また、該蛍光体層における単位面積当たりの蛍光体量が、110mg/cm2以上であることが好ましい。
さらに、該蛍光体層における単位面積当たりの蛍光体量が、140mg/cm2以上であることが好ましい。
また、該支持基板の該蛍光体層が積層される面の反射率が、90%以上であることが好ましい。
さらに、該支持基板の蛍光体層が積層される面の反射率が、95%以上であることが好ましい。
また、該支持基板がチタニア、アルミナ、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸亜鉛、及び炭酸マグネシウムの群から選ばれる少なくとも1つを含有することが好ましい。
また、該蛍光体層が含有する蛍光体の体積平均粒径が5μm以上、15μm以下であることが好ましい。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above problems can be solved by using an X-ray image conversion screen containing a specific phosphor and having specific characteristics, and the present invention has been achieved. did.
That is, the gist of the present invention is an X-ray image conversion screen including a support substrate and a phosphor layer laminated on the support substrate, wherein the phosphor layer includes Tb, Pr, Ce, Yb. And a gadolinium oxysulfide phosphor having at least one selected from the group of Eu as an activator, and the sensitivity of the X-ray image conversion screen is x and q′DQE is y, the sensitivity is 1900 or more, 3600 In the following range, an X-ray image conversion screen satisfying the following formula (1), a flat panel detector including the X-ray image conversion screen and a photodetector, and an X-ray image inspection including the flat panel detector Exists in the device.
y − (− 29.222x + 174950) ≧ 5000 (1)
In addition, the phosphor amount per unit area in the phosphor layer is preferably 110 mg / cm 2 or more.
Furthermore, the amount of phosphor per unit area in the phosphor layer is preferably 140 mg / cm 2 or more.
Moreover, it is preferable that the reflectance of the surface on which the phosphor layer of the support substrate is laminated is 90% or more.
Furthermore, the reflectance of the surface on which the phosphor layer of the support substrate is laminated is preferably 95% or more.
The support substrate preferably contains at least one selected from the group consisting of titania, alumina, barium sulfate, calcium carbonate, zinc carbonate, and magnesium carbonate.
Moreover, it is preferable that the volume average particle diameter of the phosphor contained in the phosphor layer is 5 μm or more and 15 μm or less.

上記の特性を有したX線像変換スクリ−ンは、発明の実施態様において後述する通り、蛍光体の種類、蛍光体の粒子径、蛍光体の粒子径分布、X線像変換スクリーンへの蛍光体の塗布量、蛍光体層における蛍光体の充填率、蛍光体を塗布する支持基板の反射率等を適宜調整することにより作成することができる。   The X-ray image conversion screen having the above-mentioned characteristics is, as described later in the embodiment of the invention, the type of phosphor, the particle size of the phosphor, the particle size distribution of the phosphor, and the fluorescence to the X-ray image conversion screen. It can be prepared by appropriately adjusting the coating amount of the body, the filling rate of the phosphor in the phosphor layer, the reflectance of the support substrate on which the phosphor is coated, and the like.

本発明により、高感度領域で画質の優れたX線像の撮像が可能なX線像変換スクリーンを提供することが可能になる。
また、本発明は、上記X線像変換スクリーン及び光検出器を含む、高感度領域で画質の優れたX線像の撮像が可能なフラットパネルディテクタを提供することが可能になる。
更に本発明は、高感度領域で画質の優れたX線像の撮像が可能なX線検査装置を提供することが可能になる。
According to the present invention, it is possible to provide an X-ray image conversion screen capable of capturing an X-ray image with excellent image quality in a high sensitivity region.
In addition, the present invention can provide a flat panel detector including the X-ray image conversion screen and the photodetector, which can capture an X-ray image with excellent image quality in a high sensitivity region.
Furthermore, the present invention can provide an X-ray inspection apparatus capable of capturing an X-ray image with excellent image quality in a high sensitivity region.

本発明の一実施形態に係るX線像変換スクリーンを含むフラットパネルディテクタの構成を模式的に表した断面図である。It is sectional drawing which represented typically the structure of the flat panel detector containing the X-ray image conversion screen which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明フラットパネルディテクタを適用したX線検査装置の一実施形態としての概略構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically schematic structure as one Embodiment of the X-ray inspection apparatus to which this invention flat panel detector is applied. 実験例におけるX線像変換スクリーンの感度及びq’DQEをプロットした図である。縦軸がq’DQEであり、横軸は感度である。It is the figure which plotted the sensitivity and q'DQE of the X-ray image conversion screen in an experimental example. The vertical axis is q'DQE, and the horizontal axis is sensitivity.

以下、本発明について実施形態や例示物を示して説明するが、本発明は以下の実施形態や例示物等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。
尚、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
以下、図1を用いて本発明の実施形態に係るX線像変換スクリーン、およびそれを用いたフラットパネルディテクタ(以下、「FPD」と称する場合がある)の好ましい構成について説明するが、本発明はこれらに限定されない。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to embodiments and examples. However, the present invention is not limited to the following embodiments and examples, and may be arbitrarily modified without departing from the gist of the present invention. Can be implemented.
In the present specification, a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.
Hereinafter, preferred configurations of an X-ray image conversion screen according to an embodiment of the present invention and a flat panel detector using the same (hereinafter sometimes referred to as “FPD”) will be described with reference to FIG. Is not limited to these.

本発明は、支持基板、及び、該支持基板上に積層された蛍光体層を含むX線像変換スクリ−ンであって、該蛍光体層は、Tb、Pr、Ce、Yb、Euの群から選ばれる少なくとも1つ、特に好ましくはTbを賦活剤とする酸硫化ガドリニウム蛍光体を含有し、該X線像変換スクリーンの感度をx、q’DQEをyとした時に、感度2400以上、3600以下の範囲において、下記式(1)を満たすX線像変換スクリーンである。下記式(1)を満たすことで、高感度領域においても画質の優れたX線像の撮像が可能なX線像変換スクリーンを提供することが可能になる。また、本発明は該X線像変換スクリーン及び光検出器を備えたフラットパネルディテクタ、並びに、該フラットパネルディテクタを備えたX線像検査装置である。より画質の優れたX線像の撮像が可能である点から下記式(2)を満たすことがより好ましい。
y−(−29.222x+174950)≧5000 ・・・(1)
y−(−29.222x+174950)≧7000 ・・・(2)
また、X線像変換スクリーンの感度の下限は1900以上であり、求められる特性によって2400以上であってもよく、2700以上であってもよく、2900以上であってもよく、一方、上限は3600以下であり、DQEを高める観点から3400以下であってもよく、3200以下がより好ましい。
The present invention relates to an X-ray image conversion screen comprising a support substrate and a phosphor layer laminated on the support substrate, wherein the phosphor layer is a group of Tb, Pr, Ce, Yb, Eu. And a gadolinium oxysulfide phosphor using Tb as an activator, and the sensitivity of the X-ray image conversion screen is x and q′DQE is y, and the sensitivity is 2400 or more, 3600 The X-ray image conversion screen satisfies the following formula (1) in the following range. By satisfying the following formula (1), it is possible to provide an X-ray image conversion screen capable of capturing an X-ray image with excellent image quality even in a high sensitivity region. The present invention is also a flat panel detector provided with the X-ray image conversion screen and a photodetector, and an X-ray image inspection apparatus provided with the flat panel detector. It is more preferable that the following expression (2) is satisfied from the viewpoint that an X-ray image with higher image quality can be taken.
y − (− 29.222x + 174950) ≧ 5000 (1)
y − (− 29.222x + 174950) ≧ 7000 (2)
Further, the lower limit of the sensitivity of the X-ray image conversion screen is 1900 or more, and may be 2400 or more, 2700 or more, or 2900 or more depending on the required characteristics, while the upper limit is 3600. It may be 3400 or less from the viewpoint of increasing DQE, and 3200 or less is more preferable.

フラットパネルディテクタ1は、X線像変換スクリーン2、光検出器3、および電源部(図示しない)からなる。X線像変換スクリーン2は、入射されたX線のエネルギーを吸収して、波長が300nmから800nmの範囲の電磁波、すなわち、可視光線を中心に紫外光から赤外光にわたる範囲の電磁波(光)を発光する。   The flat panel detector 1 includes an X-ray image conversion screen 2, a photodetector 3, and a power supply unit (not shown). The X-ray image conversion screen 2 absorbs incident X-ray energy and has an electromagnetic wave with a wavelength in the range of 300 nm to 800 nm, that is, an electromagnetic wave (light) in the range from ultraviolet light to infrared light centering on visible light. Is emitted.

X線像変換スクリーン2は、支持基板4及び支持基板上に積層された蛍光体層5を含む。
X線像変換スクリーン2の出光面と光検出器3とを、保護層6を介して、接着又は密着させることでフラットパネルディテクタ1となる。X線像変換スクリーン2へのX線の入射方向は特に限定されず、X線像変換スクリーン2の支持基板4側から入射しても良いし、蛍光体層5側から入射しても良い。X線像変換スクリーン2で発光した光が、光検出器3に到達して光電変換を行い、出力する。以下、各構成部材について、説明する。
The X-ray image conversion screen 2 includes a support substrate 4 and a phosphor layer 5 laminated on the support substrate.
The flat panel detector 1 is obtained by adhering or bringing the light exit surface of the X-ray image conversion screen 2 and the photodetector 3 into contact with each other via the protective layer 6. The incident direction of the X-rays to the X-ray image conversion screen 2 is not particularly limited, and may be incident from the support substrate 4 side of the X-ray image conversion screen 2 or may be incident from the phosphor layer 5 side. The light emitted from the X-ray image conversion screen 2 reaches the photodetector 3, performs photoelectric conversion, and outputs it. Hereinafter, each component will be described.

[支持基板]
蛍光体層を積層する支持基板としては、例えば酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、ポリスチレン、ポリメタクリレート、ポリアミド、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、ポリカーボネートなどの樹脂、及びこれにTiO2(チタニア)やAl23(アルミナ)、BaSO4(硫酸バリウム)、CaCO3(炭酸カルシウム)、ZnCO3(炭酸亜鉛)及びMgCO3(炭酸マグネシウム)などのフィラーを分散させたもの、紙、アルミニウムなどが用いられる。
支持基板の蛍光体層を積層する側の面の反射率は、通常80%以上であり、好ましくは90%以上である。本願発明に係るX線像変換スクリーンは、高エネルギーのX線での使用に適しており、その場合、支持基板の蛍光体層を積層する側の面の反射率は、好ましくは95%以上、より好ましくは98%以上である。
支持基板の厚みは特段限定されず、通常10μm以上、好ましくは50μm以上、また通常200μm以下、好ましくは100μm以下である。
[Support substrate]
Examples of the supporting substrate on which the phosphor layer is laminated include cellulose acetate, cellulose propionate, cellulose acetate butyrate, polyethylene terephthalate and other polyesters, polystyrene, polymethacrylate, polyamide, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polycarbonate resin, and the like. to TiO 2 (titania) or Al 2 O 3 (alumina), BaSO 4 (barium sulfate), CaCO 3 (calcium carbonate), ZnCO 3 (zinc carbonate) and MgCO 3 are dispersed a filler (such as magnesium carbonate) Paper, aluminum, etc. are used.
The reflectance of the surface of the support substrate on the side where the phosphor layers are laminated is usually 80% or more, preferably 90% or more. The X-ray image conversion screen according to the present invention is suitable for use with high-energy X-rays. In that case, the reflectance of the surface of the support substrate on which the phosphor layer is laminated is preferably 95% or more, More preferably, it is 98% or more.
The thickness of the support substrate is not particularly limited, and is usually 10 μm or more, preferably 50 μm or more, and usually 200 μm or less, preferably 100 μm or less.

[蛍光体層]
本発明に用いる蛍光体層は、蛍光体を含む層である。
(蛍光体粒子)
本実施形態において蛍光体粒子は、入射されたX線のエネルギーを吸収して、波長が300nmから800nmの電磁波、すなわち、可視光線を中心に紫外光から赤外光にわたる電磁波(光)を発光する蛍光体の粒子をいう。
蛍光体層は、特開2000−162394号公報や特開2003−82347号公報に記載の如く、酸硫化ガドリニウム蛍光体(Gd22S)に、テルビウム(Tb)、プラセオジム(Pr)、セリウム(Ce)、イッテルビウム(Yb)、ユウロピウム(Eu)を賦活物質として含有する蛍光体(以下、それぞれをGOS:Tb蛍光体、GOS:Pr蛍光体、GOS:Ce蛍光体、GOS:Yb蛍光体、GOS:Eu蛍光体とも称する。)を含む。これらの中でも、高輝度であるGOS:Tb蛍光体、短残光であるGOS:Pr蛍光体が好ましく、特にGOS:Tb蛍光体が好ましい。また、これら賦活物質は複数含有してもよい。
[Phosphor layer]
The phosphor layer used in the present invention is a layer containing a phosphor.
(Phosphor particles)
In this embodiment, the phosphor particles absorb incident X-ray energy and emit electromagnetic waves having a wavelength of 300 nm to 800 nm, that is, electromagnetic waves (light) ranging from ultraviolet light to infrared light centering on visible light. Refers to phosphor particles.
The phosphor layer is made of gadolinium oxysulfide phosphor (Gd 2 O 2 S), terbium (Tb), praseodymium (Pr), cerium, as described in JP-A Nos. 2000-162394 and 2003-82347. (Ce), phosphor containing ytterbium (Yb), europium (Eu) as an activator (hereinafter referred to as GOS: Tb phosphor, GOS: Pr phosphor, GOS: Ce phosphor, GOS: Yb phosphor, GOS: Eu phosphor). Among these, a GOS: Tb phosphor having a high luminance and a GOS: Pr phosphor having a short afterglow are preferable, and a GOS: Tb phosphor is particularly preferable. Moreover, you may contain two or more of these activation substances.

蛍光体層に含まれる蛍光体の体積平均粒径(平均粒子径ともいう)は、通常30μm以下、好ましくは15μm以下、また通常0.01μm以上、好ましくは0.5μm以上、さらに好ましくは2μm以上、よりに好ましくは5μm以上である。
上記範囲内であると、光を散乱する効果が大きく、得られるX線像変換スクリーンの感度が良好である点で好ましい。
また、蛍光体粒子は異なる体積平均粒径の蛍光体粒子を2種以上混合してもよく、3種以上混合することもできる。蛍光体粒子の粒子径分布を調整することにより、感度とDQEを適宜調整できる。
異なる体積平均粒径の蛍光体粒子を2種以上混合する場合の一例として、通常5μm未満と5μm以上の体積平均粒径の蛍光体粒子を用いることができる。
全蛍光体粒子に対する5μm以上の体積平均粒径の蛍光体粒子の重量割合としては、通常1wt%以上、好ましくは10wt%以上、より好ましくは30wt%以上、更に好ましくは50wt%以上、特に好ましくは70wt%以上、最も好ましくは80wt%以上であり、通常100wt%以下である。また、通常5μm未満と5μm以上の体積平均粒径の蛍光体粒子同士の粒径差は、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは1μm以上、更に好ましくは3μm以上、特に好ましくは5μm以上であり、通常100μm以下、好ましくは50μm以下、より好ましくは20μm以下である。
The volume average particle diameter (also referred to as average particle diameter) of the phosphor contained in the phosphor layer is usually 30 μm or less, preferably 15 μm or less, and usually 0.01 μm or more, preferably 0.5 μm or more, more preferably 2 μm or more. More preferably, it is 5 μm or more.
Within the above range, it is preferable in that the effect of scattering light is large and the sensitivity of the obtained X-ray image conversion screen is good.
Further, the phosphor particles may be a mixture of two or more phosphor particles having different volume average particle diameters, or may be a mixture of three or more. By adjusting the particle size distribution of the phosphor particles, the sensitivity and DQE can be adjusted as appropriate.
As an example of a case where two or more kinds of phosphor particles having different volume average particle diameters are mixed, phosphor particles having a volume average particle diameter of usually less than 5 μm and 5 μm or more can be used.
The weight ratio of the phosphor particles having a volume average particle diameter of 5 μm or more to the total phosphor particles is usually 1 wt% or more, preferably 10 wt% or more, more preferably 30 wt% or more, still more preferably 50 wt% or more, particularly preferably It is 70 wt% or more, most preferably 80 wt% or more, and usually 100 wt% or less. The particle size difference between the phosphor particles having a volume average particle size of usually less than 5 μm and 5 μm or more is preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more, further preferably 3 μm or more, and particularly preferably 5 μm or more. Usually, it is 100 μm or less, preferably 50 μm or less, more preferably 20 μm or less.

(蛍光体の充填率)
蛍光体層における蛍光体の充填率は、通常40%以上、好ましくは50%以上、更に好ましくは60%以上、また通常100%以下である。
上記範囲内であると、入射するX線を効率的に可視光に変換できる点で好ましい。
尚、充填率の測定方法は、下記の通り行う。
塗布前の基板の重さ(W0)と、蛍光体層を形成した後の重さ(W1)を測定する。形成された蛍光体を含む層の膜厚及び面積と、測定した膜の重さ(W1−W0)から、単位体積当りの重さを算出する。
一方、蛍光体と媒質の重さの比より、層中に含有される蛍光体の単位体積当りの重さを算出する。算出された蛍光体の単位体積当りの含有量と、蛍光体の比重から、蛍光体の充填率(体積%)を算出することが可能となる。
(Phosphor filling rate)
The filling rate of the phosphor in the phosphor layer is usually 40% or more, preferably 50% or more, more preferably 60% or more, and usually 100% or less.
Within the above range, it is preferable in that incident X-rays can be efficiently converted into visible light.
In addition, the measuring method of a filling rate is performed as follows.
The weight (W 0 ) of the substrate before coating and the weight (W 1 ) after forming the phosphor layer are measured. The weight per unit volume is calculated from the film thickness and area of the formed phosphor-containing layer and the measured film weight (W 1 −W 0 ).
On the other hand, the weight per unit volume of the phosphor contained in the layer is calculated from the ratio between the weight of the phosphor and the medium. From the calculated content per unit volume of the phosphor and the specific gravity of the phosphor, it is possible to calculate the filling rate (volume%) of the phosphor.

(蛍光体層の蛍光体積層量)
蛍光体層の蛍光体積層量(蛍光体量ともいう)は特に限定されず、X線像変換スクリーンの大きさや、要求される感度により適宜設定できる。蛍光体粒子が積層されることで蛍光体層を形成することが好ましく、通常20mg/cm2以上、好ましくは100mg/cm2以上であり、また通常1000mg/cm2以下、好ましくは500mg/cm2以下、さらに好ましくは、300mg/cm2以下である。本願発明に係るX線像変換スクリーンは、高エネルギーのX線での使用に適しており、その場合、蛍光体積層量は通常110mg/cm2以上、好ましくは120mg/cm2以上、さらに好ましくは130mg/cm2以上、より好ましくは140mg/cm2以上である。
(蛍光体層の厚み)
蛍光体層の厚みは特段限定されず、通常10μm以上、好ましくは50μm以上、より好ましくは100μm以上、更に好ましくは150μm以上、特に好ましくは200μm以上、通常1000μm以下、好ましくは600μm以下、より好ましくは500μm以下、更に好ましくは450μm以下である。
上記範囲であれば、感度と鮮鋭度とのバランスが良くなる傾向がある。
(Phosphor stacking amount of phosphor layer)
The amount of the phosphor layer of the phosphor layer (also referred to as phosphor amount) is not particularly limited, and can be appropriately set depending on the size of the X-ray image conversion screen and the required sensitivity. It is preferable to form a phosphor layer by laminating phosphor particles, usually 20 mg / cm 2 or more, preferably 100 mg / cm 2 or more, and usually 1000 mg / cm 2 or less, preferably 500 mg / cm 2. Hereinafter, it is more preferably 300 mg / cm 2 or less. The X-ray image conversion screen according to the present invention is suitable for use with high-energy X-rays. In this case, the amount of phosphor layer is usually 110 mg / cm 2 or more, preferably 120 mg / cm 2 or more, more preferably 130 mg / cm 2 or more, more preferably 140 mg / cm 2 or more.
(Thickness of phosphor layer)
The thickness of the phosphor layer is not particularly limited, and is usually 10 μm or more, preferably 50 μm or more, more preferably 100 μm or more, still more preferably 150 μm or more, particularly preferably 200 μm or more, usually 1000 μm or less, preferably 600 μm or less, more preferably It is 500 μm or less, more preferably 450 μm or less.
Within the above range, the balance between sensitivity and sharpness tends to be improved.

[蛍光体層の形成方法]
蛍光体層の形成方法としては特段の限定は無く、例えば真空蒸着法により層を形成する方法や湿式成膜法により層を形成する方法が挙げられる。
以下、蛍光体含有組成物を用いる湿式成膜法により層を形成する方法について詳説する。
[Method of forming phosphor layer]
The method for forming the phosphor layer is not particularly limited, and examples thereof include a method for forming a layer by a vacuum deposition method and a method for forming a layer by a wet film formation method.
Hereinafter, a method for forming a layer by a wet film forming method using the phosphor-containing composition will be described in detail.

湿式成膜法で蛍光体層を形成する場合、その工程には通常、蛍光体含有組成物調製工程、塗布工程、及び乾燥工程、を含む。尚、乾燥工程後に、後処理工程(洗浄、乾燥などを行う工程)を任意に含んでいてもよい   When forming a phosphor layer by a wet film-forming method, the process usually includes a phosphor-containing composition preparation step, a coating step, and a drying step. In addition, after a drying process, the post-processing process (process which performs washing | cleaning, drying, etc.) may be included arbitrarily.

(蛍光体含有組成物調製工程)
蛍光体含有組成物調製工程では、蛍光体含有組成物を調製する。蛍光体含有組成物は、形状は粉末であってもスラリー状のものであってもよい。
蛍光体含有組成物は、前記蛍光体を含み、必要に応じてその他の媒質、例えば、バインダー樹脂、分散剤、可塑剤、光重合性開始剤/熱重合開始剤等を含有させてもよい。また、組成物の粘度を調整する為に、有機溶剤などを含んでいてもよい。
(Phosphor-containing composition preparation process)
In the phosphor-containing composition preparation step, a phosphor-containing composition is prepared. The phosphor-containing composition may be a powder or a slurry.
The phosphor-containing composition contains the phosphor and may contain other medium, for example, a binder resin, a dispersant, a plasticizer, a photopolymerization initiator / thermal polymerization initiator, and the like as necessary. Moreover, in order to adjust the viscosity of a composition, the organic solvent etc. may be included.

蛍光体含有組成物に含有されてもよいバインダー樹脂としては、本発明の効果を損なわない限り特に制限はないが、例えば、硝化綿、酢酸セルロース、エチルセルロース、ポリビニルブチラール、線状ポリエステル、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニリデン・塩化ビニルコポリマー、塩化ビニル・酢酸ビニルコポリマー、ポリアルキル−(メタ)アクリレート、ポリカーボネート、ポリウレタン、セルロースアセテートブチレート、ポリビニルアルコール、ゼラチン、デキストリン等のポリサッカライド、アラビアゴムなどが挙げられる。
蛍光体含有組成物にバインダー樹脂を含有させる場合には、蛍光体含有組成物全量に対しバインダー樹脂が通常0.1重量%以上、好ましくは2.0重量%以上であり、また通常20重量%以下、好ましくは10重量%以下である。
The binder resin that may be contained in the phosphor-containing composition is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired. For example, nitrified cotton, cellulose acetate, ethyl cellulose, polyvinyl butyral, linear polyester, polyvinyl acetate , Vinylidene chloride / vinyl chloride copolymer, vinyl chloride / vinyl acetate copolymer, polyalkyl- (meth) acrylate, polycarbonate, polyurethane, cellulose acetate butyrate, polyvinyl alcohol, gelatin, dextrin and other polysaccharides, gum arabic and the like.
When the phosphor-containing composition contains a binder resin, the binder resin is usually 0.1% by weight or more, preferably 2.0% by weight or more, and usually 20% by weight, based on the total amount of the phosphor-containing composition. Hereinafter, it is preferably 10% by weight or less.

また、分散剤としては、本発明の効果を損なわない限り特に制限はないが、例えば、フタル酸、ステアリン酸などが挙げられる。
更に、可塑剤としては、リン酸トリフェニル、フタル酸ジブチルなどが挙げられる。
これら材料は、1種を単独で用いてもよく、異なる2種以上を併用してもよい。
Further, the dispersant is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and examples thereof include phthalic acid and stearic acid.
Furthermore, examples of the plasticizer include triphenyl phosphate and dibutyl phthalate.
One of these materials may be used alone, or two or more different materials may be used in combination.

蛍光体含有組成物に含有されていてもよい有機溶剤としては、上記蛍光体及び媒質を溶解又は分散できるものであれば特に制限はないが、例えば、エタノール、メチルエチルエーテル、酢酸ブチル、酢酸エチル、エチルエーテル、キシレンなどが挙げられる。有機溶剤は、1種を単独で用いてもよく、異なる2種以上を併用してもよい。   The organic solvent that may be contained in the phosphor-containing composition is not particularly limited as long as it can dissolve or disperse the phosphor and the medium. For example, ethanol, methyl ethyl ether, butyl acetate, ethyl acetate , Ethyl ether, xylene and the like. One organic solvent may be used alone, or two or more different organic solvents may be used in combination.

尚、蛍光体と媒質との屈折率差が大きいほど、蛍光体粒子における光散乱効果が大きく、蛍光体から発光した光を凹部に集光しやすい点で、媒質の屈折率は、1.3以下が好ましく、1.1以下が更に好ましい。
蛍光体を含む上記原料を、適宜混合・撹拌することで、蛍光体含有組成物を調製できる。
Note that the greater the difference in the refractive index between the phosphor and the medium, the greater the light scattering effect in the phosphor particles, and the refractive index of the medium is 1.3 in that light emitted from the phosphor is more likely to be collected in the recesses. The following is preferable, and 1.1 or less is more preferable.
A phosphor-containing composition can be prepared by appropriately mixing and stirring the raw materials containing the phosphor.

(塗布工程、乾燥工程)
塗布工程では、調製した蛍光体含有組成物を支持体上に塗布し、塗膜を形成する。
塗布による塗膜の形成方法としては、本発明の効果を損なわない限り特に制限はなく公知の技術が適用可能であるが、例えば、ダイコート法、スクリーン印刷法、インクジェット法、スピンコーター法などが挙げられる。
形成された塗膜は、ホットプレートや温風乾燥機等を使って乾燥または熱硬化させ、或いは紫外線照射装置などを用いて光硬化させることで、蛍光体層を得る。
蛍光体層は、異なる2種以上の膜を積層することで、多層を形成していてもよい。多層とする場合、例えば、蛍光体の平均粒径や粒度分布、又は含有される媒質などが異なる層を適宜積層できる。
(Coating process, drying process)
In the coating step, the prepared phosphor-containing composition is coated on a support to form a coating film.
The method for forming a coating film by coating is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and known techniques can be applied. Examples thereof include a die coating method, a screen printing method, an ink jet method, and a spin coater method. It is done.
The formed coating film is dried or thermally cured using a hot plate, a hot air dryer or the like, or photocured using an ultraviolet irradiation device or the like to obtain a phosphor layer.
The phosphor layer may form a multilayer by laminating two or more different types of films. In the case of a multilayer structure, for example, layers having different average particle diameters and particle size distributions of phosphors or contained media can be appropriately laminated.

[光検出器]
光検出器は、蛍光体層に対向して光電変換部を備え、蛍光体層で発せられた蛍光を、電気信号等に変換する機能を有する。このような機能を有する限り光検出器は特段限定されず、既知の光検出器を適宜用いることができる。
[Photodetector]
The photodetector includes a photoelectric conversion unit facing the phosphor layer, and has a function of converting fluorescence emitted from the phosphor layer into an electric signal or the like. The photodetector is not particularly limited as long as it has such a function, and a known photodetector can be used as appropriate.

[接着層]
本実施形態に係るX線像変換スクリーンは、誘電体多層反射膜と蛍光体層との間に接着層を有してもよい。接着層を含むことで、X線像変換スクリーンにおける感度及び鮮鋭度のトレードオフ曲線を、望ましい方向にシフトさせることができる。
接着層は、本発明の効果を損なわずに有機多層反射膜と蛍光体層とが接着されるようであればその材料は特に限定されず、例えば、ポリウレタン樹脂、スチレン・ブタジエン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン共重合体、ポリエステル樹脂、クロロプレン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられ、中でも接着性及び光学特性(感度と鮮鋭度)の観点から、ポリウレタン樹脂、スチレン・ブタジエン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン共重合体、ポリエステル樹脂が好ましく、特にポリウレタン樹脂が好ましい。接着剤として用いる樹脂は、その樹脂単独でもよいし、本発明を損なわない範囲において、他の成分との共重合体でもよい。また、本発明を損なわない範囲において、例えばカルボキシル基、スルホン酸基、アミノ基等で変性されてもよく、これらの官能基の一部の水素がアルカリ金属やアルカリ土類金属に置き換わってもよい。
[Adhesive layer]
The X-ray image conversion screen according to the present embodiment may have an adhesive layer between the dielectric multilayer reflective film and the phosphor layer. By including the adhesive layer, the trade-off curve of sensitivity and sharpness in the X-ray image conversion screen can be shifted in a desired direction.
The material of the adhesive layer is not particularly limited as long as the organic multilayer reflective film and the phosphor layer are bonded without impairing the effects of the present invention. For example, polyurethane resin, styrene-butadiene copolymer, acrylonitrile・ Butadiene copolymer, polyester resin, chloroprene resin, silicone resin, epoxy resin, etc., among others, from the viewpoint of adhesiveness and optical properties (sensitivity and sharpness), polyurethane resin, styrene / butadiene copolymer, acrylonitrile, A butadiene copolymer and a polyester resin are preferable, and a polyurethane resin is particularly preferable. The resin used as the adhesive may be the resin alone or may be a copolymer with other components as long as the present invention is not impaired. Further, within the range not impairing the present invention, for example, it may be modified with a carboxyl group, a sulfonic acid group, an amino group or the like, and a part of hydrogen of these functional groups may be replaced with an alkali metal or an alkaline earth metal. .

本実施形態で用いる接着剤は、水分散系、溶液系、反応系、ホットメルト系等、いずれの分類であってもよいが、水分散系、溶液系が好ましく、特に水分散系が好ましい。
また接着層は、1種または2種以上の樹脂を含むことが好ましく、ポリウレタン樹脂、スチレン・ブタジエン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン共重合体、ポリエステル樹脂からなる群から選ばれる1種または2種以上の樹脂を含むことがより好ましい。接着層の層構成は特に限定されず、1層のみで形成されていてもよく2層以上の多層であってもよい。例えば、有機多層反射膜の上面にポリウレタン樹脂層と、ポリウレタン樹脂とは異なる樹脂層とで構成されてもよいし、ポリウレタン樹脂と、ポリウレタン樹脂とは異なる樹脂とを予め混合した後に混合接着層として構成されてもよい。
The adhesive used in the present embodiment may be classified into water dispersion, solution system, reaction system, hot melt system and the like, but is preferably an aqueous dispersion system or a solution system, and particularly preferably an aqueous dispersion system.
The adhesive layer preferably contains one or more resins, and one or more selected from the group consisting of polyurethane resins, styrene / butadiene copolymers, acrylonitrile / butadiene copolymers, and polyester resins. It is more preferable to contain this resin. The layer structure of the adhesive layer is not particularly limited, and may be formed of only one layer or may be a multilayer of two or more layers. For example, the upper surface of the organic multilayer reflective film may be composed of a polyurethane resin layer and a resin layer different from the polyurethane resin, or a mixed adhesive layer after previously mixing the polyurethane resin and a resin different from the polyurethane resin. It may be configured.

接着層の塗布方法は、本発明の効果を損なわない限り特に制限はなく公知の技術が適用可能であるが、例えば、ダイコート法、スクリーン印刷法、インクジェット法、スピンコーター法などが挙げられる。また、接着剤を塗布した後に、乾燥工程、後処理工程(洗浄、乾燥)等を任意に含んでいてもよい。
接着層の厚みは、本発明の効果を損なわない限り特に制限はないが、通常0.1〜100μm、好ましくは0.5〜30μm、さらに好ましくは1〜20μmである。
上記範囲内であると有機多層反射膜と蛍光体層との密着性が良好であり、且つ感度および鮮鋭度などの光学特性が良好である点で好ましい。
The method for applying the adhesive layer is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, and a known technique can be applied. Examples thereof include a die coating method, a screen printing method, an ink jet method, and a spin coater method. Moreover, after apply | coating an adhesive agent, a drying process, a post-processing process (washing | cleaning, drying), etc. may be included arbitrarily.
The thickness of the adhesive layer is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not impaired, but is usually 0.1 to 100 μm, preferably 0.5 to 30 μm, and more preferably 1 to 20 μm.
Within the above range, the adhesion between the organic multilayer reflective film and the phosphor layer is good, and optical characteristics such as sensitivity and sharpness are good.

[保護膜]
上記蛍光層を形成後、更に蛍光体層の上に保護層を形成していてもよい。
保護層を形成する材料は、本発明の効果を損なわない限り特に制限はないが、例えば、ウレタン(メタ)アクリレート、単官能(メタ)アクリレート、多官能(メタ)アクリレートを含有する放射線硬化性組成物の硬化物等や、粘着層を有するPET等のフィルムがある。前述の放射線硬化性組成物中には、必要に応じて適宜上記以外の材料が含有されていてもよい。
[Protective film]
After forming the phosphor layer, a protective layer may be further formed on the phosphor layer.
The material for forming the protective layer is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired. For example, a radiation curable composition containing urethane (meth) acrylate, monofunctional (meth) acrylate, or polyfunctional (meth) acrylate. There are films of cured products, etc., and films such as PET having an adhesive layer. In the above-mentioned radiation curable composition, materials other than the above may be appropriately contained as required.

[X線検査装置]
図2に示すX線検査装置において、18は人体、動物、各種物品等の被検体であり、この被検体18に対してX線管12等の放射線源からX線13が照射される。被検体18により吸収もしくは散乱されたX線13は、フラットパネルディテクタ14を内蔵するX線画像撮影装置15に照射される。被検体18を透過したX線はフラットパネルディテクタ14で画像信号として検出される。X 線画像撮影装置15 から出力される画像信号は、画像処理部16でデジタル処理された後、CRT等の表示部17にX線画像(検査画像)として表示される。
[X-ray inspection equipment]
In the X-ray inspection apparatus shown in FIG. 2, reference numeral 18 denotes a subject such as a human body, an animal, and various articles. The subject 18 is irradiated with X-rays 13 from a radiation source such as the X-ray tube 12. X-rays 13 absorbed or scattered by the subject 18 are irradiated to an X-ray imaging apparatus 15 that includes a flat panel detector 14. X-rays transmitted through the subject 18 are detected as an image signal by the flat panel detector 14. The image signal output from the X-ray imaging apparatus 15 is digitally processed by the image processing unit 16 and then displayed as an X-ray image (inspection image) on the display unit 17 such as a CRT.

以下、本発明を実験例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を逸脱しない限り、以下の実験例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with experimental examples. However, the present invention is not limited to the following experimental examples without departing from the gist thereof.

[X線像変換スクリーンの作製]
(実験例A)
ポリビニルブチラール樹脂、ウレタン樹脂脂及び可塑剤の混合物20重量部を、トルエン、2−ブタノール及び、キシレンの混合溶剤80重量部に溶解し、十分に攪拌して結合剤を作成した。
乾燥後の蛍光体層の樹脂量と蛍光体量が、表1の重量比になるように、前記結合剤と、平均粒子径9μmのGd22S:Tb蛍光体を混合して充分に撹拌し、さらにこれをビーズミルで分散処理して「蛍光体組成物1」を調製した。
次いで、炭酸カルシウムを含有するポリエチレンテレフタレートフィルム(帝人社製 UXQ2-188)を支持基板として、前記「蛍光体組成物1」をブレードコータを使用して、塗布時の支持基板とブレードとのギャップを表1に示す通り複数の条件に設定し、塗布して蛍光体層を支持体上に形成し、乾燥温度を70℃から80℃で乾燥させることによって、蛍光体層を形成させた。乾燥後の蛍光体層の膜厚及び蛍光体塗布重量は、表1に示す通り形成されていた。このようにして、実験例AのX線像変換スクリーンを得た。
[Production of X-ray image conversion screen]
(Experimental example A)
A binder was prepared by dissolving 20 parts by weight of a mixture of polyvinyl butyral resin, urethane resin fat and plasticizer in 80 parts by weight of a mixed solvent of toluene, 2-butanol and xylene, and stirring sufficiently.
The binder and the Gd 2 O 2 S: Tb phosphor having an average particle size of 9 μm are mixed sufficiently so that the resin amount and the phosphor amount of the phosphor layer after drying are in the weight ratio shown in Table 1. The mixture was stirred and further dispersed with a bead mill to prepare “phosphor composition 1”.
Next, a polyethylene terephthalate film containing calcium carbonate (UXQ2-188 manufactured by Teijin Ltd.) was used as a support substrate, and the “phosphor composition 1” using a blade coater, the gap between the support substrate and the blade at the time of application was determined. As shown in Table 1, a plurality of conditions were set and applied to form a phosphor layer on the support, and the phosphor layer was formed by drying at a drying temperature of 70 ° C. to 80 ° C. The thickness of the phosphor layer after drying and the phosphor coating weight were formed as shown in Table 1. In this way, the X-ray image conversion screen of Experimental Example A was obtained.

Figure 2018077214
Figure 2018077214

(実験例B)
蛍光体を表1に示す粒径の混合物にした以外は実験例Aと同様にして、「蛍光体組成物2」を調製した。
次いで、前記「蛍光体組成物2」を実験例Aと同様に、表1に示す複数の条件に従って蛍光体層を形成した。乾燥後の蛍光体層の膜厚及び蛍光体塗布重量は、表1に示す通り形成されていた。このようにして、実験例BのX線像変換スクリーンを得た。
(Experiment B)
Phosphor composition 2” was prepared in the same manner as in Experimental Example A except that the phosphor was changed to a mixture having a particle size shown in Table 1.
Subsequently, a phosphor layer was formed on the “phosphor composition 2” in the same manner as in Experimental Example A according to a plurality of conditions shown in Table 1. The thickness of the phosphor layer after drying and the phosphor coating weight were formed as shown in Table 1. Thus, the X-ray image conversion screen of Experimental Example B was obtained.

(実験例C)
蛍光体を表1に示す粒径の混合物にし、蛍光体量および樹脂量を表1に示すとおりにした以外は実験例Aと同様にして、「蛍光体組成物3」を調製した。
次いで、前記「蛍光体組成物3」を実験例Aと同様に、表1に示す複数の条件に従って、炭酸カルシウムを含有するポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ社製 E60)を支持基板として、蛍光体層を形成した。乾燥後の蛍光体層の膜厚及び蛍光体塗布重量は、表1に示す通り形成されていた。このようにして、実験例CのX線像変換スクリーンを得た。
(Experiment C)
Phosphor composition 3” was prepared in the same manner as in Experimental Example A except that the phosphor was changed to a mixture having the particle size shown in Table 1, and the phosphor amount and the resin amount were as shown in Table 1.
Next, in the same manner as in Experimental Example A, the “phosphor composition 3” was prepared using a polyethylene terephthalate film containing calcium carbonate (E60 manufactured by Toray Industries, Inc.) as a supporting substrate in accordance with a plurality of conditions shown in Table 1. Formed. The thickness of the phosphor layer after drying and the phosphor coating weight were formed as shown in Table 1. Thus, the X-ray image conversion screen of Experimental Example C was obtained.

(実験例D)
前記「蛍光体組成物2」を実験例Aと同様に、表1に示す複数の条件に従って、炭酸カルシウムを含有するポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ社製 E60)を支持基板として、蛍光体層を形成した。乾燥後の蛍光体層の膜厚及び蛍光体塗布重量は、表1に示す通り形成されていた。このようにして、実験例DのX線像変換スクリーンを得た。
(Experimental example D)
In the same manner as in Experimental Example A, a phosphor layer was formed using a polyethylene terephthalate film containing calcium carbonate (E60 manufactured by Toray Industries, Inc.) as a supporting substrate for the “phosphor composition 2” according to a plurality of conditions shown in Table 1. . The thickness of the phosphor layer after drying and the phosphor coating weight were formed as shown in Table 1. Thus, the X-ray image conversion screen of Experimental Example D was obtained.

[感度−q’DQE標準線の設定]
(参考例)
次に、表2に示す各X線像変換スクリーン(三菱化学社製 X線シンチレータスクリーン DRZシリーズ)について、X線カメラ(Teledyne Rad-icon Imaging社製 Rad-icon)及び、X線発生装置((株)ジョブ社製、PORTA 100HF)を用いて、感度およびq’DQE値を評価した。
なお、感度およびq’DQE値は、X線発生位置からX線カメラ受光部表面までの距離を78cmとし、厚さ7cmの水ファントムを通した管電圧80kV、管電流12mAsのX線で、撮影した場合の感度およびMTF、NNPSを測定し、q’DQE値の絶対値を求め評価した。
なお、MTF、NNPS及びq’DQE値の評価において空間周波数は、特許第3292548号公報や特許第3337103号公報等で通常行われているように、2lps/mmにおける、値を採用し、特性を評価した。
その結果、表2に示す各X線像変換スクリーンは、図3に示す通り、高感度領域で、感度およびq’DQE値がトレードオフの関係にあり、直線状に右肩下がりとなることが明らかになった。また、この直線の近似式「y=ax+b」(最小二乗法)を求めたところ、「y=−29.222x+174950」(a=−29.222、b=174950)の近似式で表されることが明らかになった。
[Setting of sensitivity-q'DQE standard line]
(Reference example)
Next, for each X-ray image conversion screen (X-ray scintillator screen DRZ series manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) shown in Table 2, an X-ray camera (Rad-icon manufactured by Teledyne Rad-icon Imaging) and an X-ray generator (( Sensitivity and q′DQE value were evaluated using PORTA 100HF manufactured by Job Co., Ltd.
Sensitivity and q'DQE values were measured with X-rays having a tube voltage of 80 kV and a tube current of 12 mAs through a water phantom with a thickness of 78 cm and a distance from the X-ray generation position to the X-ray camera light receiving surface. The sensitivity, MTF, and NNPS were measured, and the absolute value of the q′DQE value was determined and evaluated.
In the evaluation of MTF, NNPS and q′DQE values, the spatial frequency is a value at 2 lps / mm, as is normally done in Japanese Patent No. 3292548, Japanese Patent No. 3337103, etc. evaluated.
As a result, each X-ray image conversion screen shown in Table 2 has a trade-off relationship between sensitivity and q′DQE value in a high sensitivity region as shown in FIG. It was revealed. Further, when the approximate expression “y = ax + b” (least square method) of this straight line is obtained, it is expressed by the approximate expression “y = −29.222x + 174950” (a = −29.222, b = 174950). Became clear.

Figure 2018077214
Figure 2018077214

さらに実験例A〜Dの各X線像変換スクリーンについて、上記参考例と同様にして感度およびq’DQE値を評価した。なお、MTF、NNPS及びq’DQE値の評価において空間周波数は、前述の通り、2lps/mmにおける、値を採用し、特性を評価した。また、「y−(ax+b)」の値を求めて、トレードオフラインからのq’DQE値の向上を評価した。その結果を、表3及び図3に示す。
評価結果から、実験例A〜CのX線像変換スクリーンは、蛍光体の粒子径、粒子径分布、蛍光体の塗布量、蛍光体を塗布する支持基板の反射率等の組み合わせにより、参考例のX線像変換スクリーンに比べて高い感度とq’DQE値を有するX線像変換スクリーンが得られることが明らかになった。実験例A〜CのX線像変換スクリーンの中から高い感度とq’DQE値の得られたX線像変換スクリーンを用いてフラットパネルディテクタを作成し、X線検査装置を用いて画像を取得したところ、「y−(ax+b)」の値に応じて、高い画質のX線像が得られた。また、その効果が、特に高感度領域で顕著であることが明らかになった。
図及び表から明らかなとおり、「y−(ax+b)」の値が、5000以上であることが好ましく、「y−(ax+b)」の値が、7000以上であることがより好ましい。
上記要件を満足する本発明のX線像変換スクリーンは、感度が高いためX線による被ばくが少なく、またq’DQE値が高いため同じ線量でも鮮明な画像を得ることができる。
Further, for each X-ray image conversion screen of Experimental Examples A to D, the sensitivity and q′DQE value were evaluated in the same manner as in the above Reference Example. In the evaluation of the MTF, NNPS, and q′DQE values, the spatial frequency was a value at 2 lps / mm as described above, and the characteristics were evaluated. Further, the value of “y− (ax + b)” was obtained, and the improvement of the q′DQE value from the trade off-line was evaluated. The results are shown in Table 3 and FIG.
From the evaluation results, the X-ray image conversion screens of Experimental Examples A to C are based on combinations of phosphor particle diameter, particle diameter distribution, phosphor coating amount, reflectance of the support substrate on which the phosphor is coated, and the like. It has been clarified that an X-ray image conversion screen having higher sensitivity and q′DQE value than that of the X-ray image conversion screen can be obtained. A flat panel detector is created using an X-ray image conversion screen with high sensitivity and q′DQE value obtained from the X-ray image conversion screens of Experimental Examples A to C, and an image is acquired using an X-ray inspection apparatus. As a result, an X-ray image with high image quality was obtained according to the value of “y− (ax + b)”. In addition, it has been clarified that the effect is particularly remarkable in the high sensitivity region.
As is apparent from the figures and tables, the value of “y− (ax + b)” is preferably 5000 or more, and the value of “y− (ax + b)” is more preferably 7000 or more.
Since the X-ray image conversion screen of the present invention that satisfies the above requirements has high sensitivity, exposure by X-rays is small, and since the q′DQE value is high, a clear image can be obtained even at the same dose.

Figure 2018077214
Figure 2018077214

各項目の定義、算出方法を、以下に示す。
<感度>
感度は、X線をX線像変換スクリーンに照射した時のX線カメラで検出される50×50mm面積の平均光量の相対値で示した。
なお、感度はX線カメラによって値が変わることもあるが、参考例2のDRZシリーズPLUSの値を規格化することで確認できる。
<q’DQE>
q’DQEは以下の方法で求めたMTFとNNPS (規格化ノイズパワースペクトル)から下式を用いて計算した。
q’DQE = MTF2/NNPS
The definition of each item and the calculation method are shown below.
<Sensitivity>
Sensitivity was shown by the relative value of the average light quantity of 50 * 50 mm area detected with the X-ray camera when X-rays were irradiated to the X-ray image conversion screen.
The sensitivity may vary depending on the X-ray camera, but can be confirmed by normalizing the value of the DRZ series PLUS in Reference Example 2.
<Q'DQE>
q′DQE was calculated from the MTF and NNPS (normalized noise power spectrum) obtained by the following method using the following equation.
q'DQE = MTF 2 / NNPS

(MTF)
X線カメラの画素列に対して約3°傾けて配置した厚さ1mmのW(タングステン)エッジを介してX線像を撮像し、エッジ部の拡がりからESF (エッジスプレッドファンクション) を測定した。このESFを微分することでLSF (ラインスプレッドファンクション)を計算し、さらにLSFをフーリエ変換することで空間周波数に対するMTFを計
算した。
(MTF)
An X-ray image was taken through a W (tungsten) edge having a thickness of 1 mm arranged at an angle of about 3 ° with respect to the pixel row of the X-ray camera, and ESF (edge spread function) was measured from the spread of the edge portion. LSF (line spread function) was calculated by differentiating the ESF, and MTF for the spatial frequency was calculated by further Fourier transforming the LSF.

(NNPS)
感度測定と同様に撮像した X線画像における各画素の光量値から全画素の平均光量値
を減算しノイズ画像を得た。このノイズ画像を2次元フーリエ変換し、絶対値の二乗を計算することでNPS(ノイズパワースペクトル)を計算した。さらにNPSを上記平均光量値の二乗で除算することによりNNPSを計算した。
なお、MTF、NNPS及びq’DQE値の評価において空間周波数は、前述の通り、2lps/mmにおける、値を採用し、特性を評価した。
(NNPS)
A noise image was obtained by subtracting the average light amount value of all pixels from the light amount value of each pixel in the X-ray image captured in the same manner as the sensitivity measurement. NPS (noise power spectrum) was calculated by performing a two-dimensional Fourier transform on the noise image and calculating the square of the absolute value. Further, NNPS was calculated by dividing NPS by the square of the above average light quantity value.
In the evaluation of the MTF, NNPS, and q′DQE values, the spatial frequency was a value at 2 lps / mm as described above, and the characteristics were evaluated.

<反射率>
下記方法で測定した反射率の値を、硫酸バリウム製の標準白板の波長550nmの反射率を100%として、相対値で示した。
反射率は以下の通り測定した。分光光度計(日立製U−3310)を用いて、測定波長200〜800nm、スキャンスピード300nm/min、サンプリング間隔1nmの条件で、まず硫酸バリウム白板の表面反射率を測定し、その結果を基準とし、分光光度計を校正する。次に、硫酸バリウム白板をサンプルに入れ替え、同様に測定する。この測定結果の波長550nmの反射率を読みとった。
<Reflectance>
The reflectance value measured by the following method is shown as a relative value, assuming that the reflectance of a standard white plate made of barium sulfate at a wavelength of 550 nm is 100%.
The reflectance was measured as follows. Using a spectrophotometer (Hitachi U-3310), the surface reflectance of the barium sulfate white plate was first measured under the conditions of a measurement wavelength of 200 to 800 nm, a scan speed of 300 nm / min, and a sampling interval of 1 nm. Calibrate the spectrophotometer. Next, the barium sulfate white plate is replaced with a sample and measured in the same manner. The reflectance at a wavelength of 550 nm of the measurement result was read.

1 フラットパネルディテクタ
2 X線像変換スクリーン
3 光検出器
4 支持基板
5 蛍光体層
6 保護膜
11 X線検査装置
12 X線管
13 X線
14 フラットパネルディテクタ
15 X線画像撮影装置
16 画像処理部
17 表示部
18 被検体
1 Flat panel detector 2 X-ray image conversion screen 3 Photodetector
4 Support substrate 5 Phosphor layer 6 Protective film 11 X-ray inspection device 12 X-ray tube 13 X-ray 14 Flat panel detector 15 X-ray imaging device 16 Image processing unit 17 Display unit 18 Subject

Claims (9)

支持基板、及び、支持基板に積層された蛍光体層を含むX線像変換スクリ−ンであって、
該蛍光体層は、Tb、Pr、Ce、Yb、及びEuの群から選ばれる少なくとも1つを賦活剤とする酸硫化ガドリニウム蛍光体を含有し、
該X線像変換スクリーンの感度をx、q’DQEをyとした時に、感度1900以上、3600以下の範囲において、下記式(1)を満たすX線像変換スクリ−ン。
y−(−29.222x+174950)≧5000 ・・・(1)
An X-ray image conversion screen including a support substrate and a phosphor layer laminated on the support substrate,
The phosphor layer contains a gadolinium oxysulfide phosphor having at least one selected from the group of Tb, Pr, Ce, Yb, and Eu as an activator,
An X-ray image conversion screen satisfying the following formula (1) in a sensitivity range of 1900 or more and 3600 or less when the sensitivity of the X-ray image conversion screen is x and q′DQE is y.
y − (− 29.222x + 174950) ≧ 5000 (1)
該蛍光体層における単位面積当たりの蛍光体量が、110mg/cm2以上である請求項1に記載のX線像変換スクリ−ン。 The X-ray image conversion screen according to claim 1, wherein the amount of phosphor per unit area in the phosphor layer is 110 mg / cm 2 or more. 該蛍光体層における単位面積当たりの蛍光体量が、140mg/cm2以上である請求項1又は2に記載のX線像変換スクリ−ン。 The X-ray image conversion screen according to claim 1 or 2, wherein the phosphor amount per unit area in the phosphor layer is 140 mg / cm 2 or more. 該支持基板の該蛍光体層が積層される面の反射率が、90%以上である請求項1〜3のいずれか1項に記載のX線像変換スクリ−ン。   The X-ray image conversion screen according to any one of claims 1 to 3, wherein a reflectance of a surface of the support substrate on which the phosphor layer is laminated is 90% or more. 該支持基板の蛍光体層が積層される面の反射率が、95%以上である請求項1〜4のいずれか1項に記載のX線像変換スクリ−ン。   The X-ray image conversion screen according to any one of claims 1 to 4, wherein a reflectance of a surface of the support substrate on which the phosphor layer is laminated is 95% or more. 該支持基板がチタニア、アルミナ、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸亜鉛、及び炭酸マグネシウムの群から選ばれる少なくとも1つを含有する請求項1〜5のいずれか1項に記載のX線像変換スクリ−ン。   6. The X-ray image conversion screen according to claim 1, wherein the support substrate contains at least one selected from the group consisting of titania, alumina, barium sulfate, calcium carbonate, zinc carbonate, and magnesium carbonate. N. 該蛍光体層が含有する蛍光体の体積平均粒径が5μm以上、15μm以下である請求項1〜6のいずれか1項に記載のX線像変換スクリ−ン。   The X-ray image conversion screen according to any one of claims 1 to 6, wherein the phosphor contained in the phosphor layer has a volume average particle diameter of 5 µm or more and 15 µm or less. 請求項1〜7のいずれか1項に記載のX線像変換スクリーンと光検出器を備えたフラットパネルディテクタ。   A flat panel detector comprising the X-ray image conversion screen according to any one of claims 1 to 7 and a photodetector. 請求項8に記載のフラットパネルディテクタを備えたX線検査装置。   An X-ray inspection apparatus comprising the flat panel detector according to claim 8.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021124532A1 (en) * 2019-12-19 2021-06-24 株式会社 東芝 Fluor plate, x-ray detector, and x-ray inspection device

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